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La phototoxicité rétinienne des LED (Light Emitting Diodes).

Par Alicia Torriglia et Imène Jaadane. Equipe "Physiopathologie et Thérapeutique des Maladies Rétiniennes"

Des méta-analyses récentes ont montré que l’exposition intense au soleil pendant l’enfance peut augmenter le risque de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) [1]. En fait la lumière, radiation électromagnétique dont la longueur d’onde est perceptible par nos photorécepteurs, véhicule une énergie qui peut les endommager en interagissant avec les tissues oculaires [2]. Depuis peu, l’apparition de l’éclairage par LED (diode électroluminescente) relance le problème de la phototoxicité rétinienne. Ces dispositifs présentent une forte luminance (donc forte énergie) et contiennent une forte proportion en lumière bleue (la plus énergétique du spectre visible). En effet, la production de lumière blanche des LEDs résulte de la combinaison d’une lumière bleue avec un photophore jaune [3].
La directive européenne pour l’écologie (2005/32/CE) a adopté la suppression des ampoules incandescentes et leur remplacement par des ampoules fluo-compactes ou des LEDs. Du point de vue énergétique ceci est indiscutable car cette mesure entraînera une économie de 260 millions de tonnes de CO2 par an. Cependant, les risques potentiels des LEDs ont conduit l’ANSES à émettre un rapport indiquant le besoin d’études expérimentales approfondies sur la question [4].
Afin de fournir ces données, nous avons exposé des rats à la lumière des LED. Nous avons utilisé des dispositifs d'éclairage conçus et caractérisés par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Les ampoules utilisées ont été acquises dans le commerce et sont à disposition du grand public. Après exposition à la lumière des LEDs, les yeux des rats ont été examinés par un vétérinaire ophtalmologiste qui n’a décelé aucune altération au fond d’œil. Ceci est important car la norme actuelle établit qu’une lumière est dangereuse pour l’œil si elle entraîne un blanchiment de la rétine d’un animal albinos (comme nos rats) suite à une exposition de 8 heures. Selon cette norme la lumière des LEDs n’est pas toxique. Nous en convenons.
Il est à noter, cependant, que ce test macroscopique ne permet pas de déceler les lésions microscopiques de la rétine qui peuvent engendrer des dommages irréversibles. De ce fait, après exposition, nous avons examiné les rétines de nos animaux par des méthodes biochimiques et histologiques. Nous avons constaté la présence d’une inflammation précoce et des signes de stress oxydant touchant l’ADN, les lipides et les protéines rétiniennes dès quelques heures d’exposition. De la mort cellulaire par nécrose a aussi été constatée [5]. Ce type de mort n’a jamais été observé lors d’illumination par d’autres lumières comme celle des tubes fluorescents que nous étudions depuis des années comme modèle de la dégénérescence rétinienne induite par la lumière [6-7].
Nos études non seulement indiquent que la lumière émise par les LEDs, est délétère pour la rétine, surtout à cause de sa composante bleue. Elles indiquent également que la méthode de détection des dommages causés n’est pas adaptée à ce type de lumière et que le critère de la norme actuelle semble très insuffisant.
Dans cette étude nous avons expressément utilisé des luminances raisonnables (le dispositif d’éclairage a été construit par des ingénieurs spécialisés en éclairage). Néanmoins, compte tenu de la petite taille des LEDs, nous aurions pu obtenir des luminances largement plus importantes en assemblant un plus grand nombre de diodes. Dans ce travail  nous avons utilisé une exposition unique à la lumière unique pour repérer les dommages rétiniens. Il faudrait aussi investiguer l’effet d’expositions répétées et en présence de pathologies oculaires préexistantes. Une attention particulière va être accordée par nos futurs travaux à l’épithélium pigmentaire de la rétine, étant donné qu’il est la cible de la composante bleue de la lumière. A son niveau les doses cumulatives peuvent accélérer son vieillissement et entrainer une augmentation de l’incidence de maladies telles que la DMLA [8].


References

[1] Sui, G. Y.; Liu, G. C.; Liu, G. Y.; Gao, Y. Y.; Deng, Y.; Wang, W. Y.; Tong, S. H.; Wang, L. Is sunlight exposure a risk factor for age-related macular degeneration? A systematic review and meta-analysis. Br J Ophthalmol 97:389-394; 2013.
[2] Boulton, M.; Rozanowska, M.; Rozanowski, B. Retinal photodamage. J Photochem Photobiol B 64:144-161; 2001.
[3] keeping, S. Defining the Color Characteristics of White LEDs. http://www.digikey.com/en/articles/techzone/2013/apr/defining-the-color-characteristics-of-white-leds; 2013.
[4] Behar-Cohen, F.; Martinsons, C.; Vienot, F.; Zissis, G.; Barlier-Salsi, A.; Cesarini, J. P.; Enouf, O.; Garcia, M.; Picaud, S.; Attia, D. Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: any risks for the eye? Prog Retin Eye Res 30:239-257; 2011.
[5] Jaadane, I.; Boulenguez, P.; Chahory, S.; Carre, S.; Savoldelli, M.; Jonet, L.; Behar-Cohen, F.; Martinsons, C.; Torriglia, A. Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs). Free Radic Biol Med 84:373-384; 2015.
[6] Chahory, S.; Keller, N.; Martin, E.; Omri, B.; Crisanti, P.; Torriglia, A. Light induced retinal degeneration activates a caspase-independent pathway involving cathepsin D. Neurochem Int 57:278-287; 2010.
[7] Chahory, S.; Padron, L.; Courtois, Y.; Torriglia, A. The LEI/L-DNase II pathway is activated in light-induced retinal degeneration in rats. Neurosci Lett 367:205-209; 2004.
[8] van Lookeren Campagne, M.; LeCouter, J.; Yaspan, B. L.; Ye, W. Mechanisms of age-related macular degeneration and therapeutic opportunities. J Pathol 232:151-164; 2014.


 

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